哪种类型的光隔离器适合您的信号接收（哪种类型的光隔离器适合您的信号接收器）

光隔离器是一种电子器件，可用于在二极管之间传递信息而不通过电流。由于不需要在光隔离器电路的输入和输出之间直接传递电压或电流，因此这些组件可用于在PCB 的两个区域中提供电气隔离。光隔离器充当保护机制，确保有害电流不会流过设备。

简而言之，光隔离器的工作原理是获取输入电信号并使用发光二极管将其转换为光信号，通常在近红外光谱下工作。然后，在同一设备内，光敏设备（例如光电二极管、光电晶体管或光电达林顿晶体管）将光信号转换回电信号。这为输入端出现的任何电压瞬变或过压电平提供了屏障，以影响光隔离器输出端的电路。组件密封在不透明封装中，以防止外部光线的干扰。

有许多不同类型的光隔离器电路广泛用于通信、控制和监控系统，在这些系统中，数据信号可能为有害电压提供入口点，从而损坏设备。当易受感应电压瞬变或接地层浪涌影响的长数据电缆进入包含敏感半导体元件的电子设备时，它们特别有用。

选择光隔离器时的重要规格

值得一提的是，术语光耦合器和光隔离器经常互换使用。然而，常见的约定是，光耦合器是可以隔离高达约5000V电压的器件，而光隔离器是可以隔离电压高于5000V电压的器件。如果您发现此约定的例外情况，请不要感到惊讶。光隔离器的速度也各不相同，固态继电器等快速光隔离器在数据传输方面将优于二极管光隔离器等产品。如有疑问，请检查数据表。下图显示了光隔离器或光耦合器的典型电路图，左侧为输入，右侧为输出。

目前，我们希望重点关注不同类型的光隔离器。选择光隔离器时，要考虑的关键参数是隔离电压、带宽、线性度、电流传输比和功率要求。

隔离电压

隔离电压是LED和光传感器之间可以存在的最大额定电压差。隔离电压由光隔离器件本身的结构和器件外部因素决定。当装置的光源元件处的电压电弧穿过光传感器元件时，发生内部击穿。同样，当器件输入引脚上的电压跨过输出引脚时，可能会发生外部击穿。这受到PCB 设计、输入和输出走线的布线和分离方式以及设备周围环境条件的影响。发生电弧的电压取决于温度、湿度、间隔距离、压力和空气污染物的存在。距离和湿度是最重要的因素。典型的现成光隔离器可承受高达10kV 的输入输出电压差和约25kV/s 的电压瞬变。

电流传输比

电流传输比（CTR）是LED与传感器电流之间的比率，有效获得器件并反映其效率。低CTR 光隔离器需要更多电流来驱动LED，从而在光电晶体管上产生足够的电流以满足特定输出负载。

CTR 不是恒定的，而是取决于组件的输入电流。 CTR 也会随着每个组件、其温度和组件寿命的不同而变化，因此选择能够在光隔离器所在设备的最大额定温度和最大工作寿命下提供所需CTR 的器件至关重要将会被使用。组件的制造公差可能会导致同一批次组件的CTR 存在较大差异，因此设计必须基于数据表中指定的最小CTR。所有这些因素都会使选择最好的设备变得困难。如有疑问，请添加合理的误差范围并使用最坏情况的元件值来模拟电路，以确保其正常工作。

力量

最后要记住的因素是光隔离器电路本身的功率要求以及对组件损耗产生的热量的管理。基本组件的效率可能相对较低，并且会产生大量的热能，必须对其进行适当处理，特别是当光隔离器本身的性能会受到热效应的不利影响时。设计电路布局时，请记住将光隔离器电路的输入走线与所有其他走线（尤其是接地层和电源层）正确分开，以防止走线之间的瞬态电容或电感耦合。

光隔离器结构

光隔离器通常使用近红外LED 将电输入信号转换为等效光信号。光包含在封闭的光学隔离通道（也称为电介质通道）中。光隔离通道末端的光敏器件可以直接从接收到的光生成电信号，或者使用接收到的光来调制来自外部电源的电流。光敏器件可以是光敏电阻、光电二极管、光电晶体管、可控硅(SCR)或双向可控硅。由于光敏电阻既可以用作光源，也可以用作光敏器件，因此可以使用两个光敏电阻形成双向光隔离器，光隔离通道的每一端各有一个。性能和效率问题限制了双向光隔离器的可用性和应用。等效电路可以使用两个相反方向配置的单向光隔离器来实现，但代价是需要更多的分立元件和更大的尺寸。

四种类型的光隔离器组件（从左到右）：施密特缓冲器、双向可控硅、光电晶体管和SCR。这些设备还可以配置为多个通道。

光隔离器的物理布局主要取决于所需的隔离电压。额定电压低于几伏的设备通常采用平面结构。传感器芯片上覆盖着一块玻璃或透明塑料，其上方是LED 芯片。传感器的吸收光谱将与LED 的输出光谱相匹配。光隔离通道的厚度决定了器件的额定击穿电压。具有较高击穿电压额定值的设备通常采用硅胶圆顶结构。 LED 和传感器芯片放置在封装的另一侧，由透明硅胶圆顶形成的间隙隔开。圆顶的形状将尽可能多的光从LED 引导至传感器。

光隔离器中的传感器类型

光敏电阻是用于直流和交流电路的无极性器件。它们的工作原理是改变与接收到的光能强度成反比的电阻

光电二极管当光能落在光电二极管上时，会产生与接收到的光能强度成正比的电荷。这种小电荷可用于驱动高阻抗负载，并且光电二极管以光伏模式运行。

光电晶体管本质上比光电二极管慢，必须正确偏置和加载才能达到数十kHz 的速度。然而，它们的集电极开路输出意味着它们具有能够产生更大输出电流并且更灵敏的优势。

光学硅控整流器(SCR) 光隔离器是一种基于晶闸管的隔离器，专为交流电源控制应用而设计。它们也称为光电SCR，可完全隔离交流电源线上的噪声和电压瞬变。

光学双向晶闸管(AC Triac) 光隔离器与光电SCR 一样，经过优化，可用于固态继电器应用，以控制交流供电负载。

Opto-MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）继电器是一种不太常见的光隔离器类型，专为在环境恶劣条件下需要高可靠性和长寿命的快速开关应用而设计。

综上所述

选择光隔离器类型时，不要仅仅满足于适合您的预算并且有您最喜爱的供应商库存的任何设备。光隔离器有许多不同类型的光隔离器针对特定应用进行了优化。通过考虑关键因素开始选择过程